Генерации почек и эволюционные тенденции
Эволюция мочевой системы позвоночных иллюстрирует принцип субституции — замещения одного органа другим, выполняющим аналогичную функцию, но имеющим более совершенное строение.
Выделяют два основных пути развития:
- Анамнии (низшие позвоночные): формируют две генерации почек — головную (pronephros) и туловищную (mesonephros). У этих животных первичная почка остается главным органом выделения на всю жизнь.
- Амниоты (высшие позвоночные): проходят три стадии. К первым двум добавляется тазовая или вторичная почка (metanephros), которая и становится окончательным органом выделения.
Этапы усложнения нефрона
Структурно-функциональной единицей любой почки является нефрон. В филогенезе его строение менялось кардинально:
- Предпочка (пронефрос): закладывается в головных сегментах. Состоит всего из 6–12 нефронов. Включает нефростом (мерцательную воронку) и короткий прямой выделительный каналец. Капиллярный клубочек находится снаружи, в полости целома. Продукты обмена фильтруются из крови в целом, а затем засасываются воронкой.
- Первичная почка (мезонефрос): формируется в туловищных сегментах, количество нефронов возрастает до 30–34. Вокруг капиллярного клубочка появляется капсула Шумлянского-Боумена (формируется мальпигиево тельце), а каналец становится извитым. Фильтрация идет двумя путями: часть веществ по-прежнему поступает из целома в нефростом, а другая напрямую фильтруется из клубочка в капсулу.
- Вторичная почка (метанефрос): закладывается в тазовых сегментах. Содержит более миллиона нефронов. Нефростом полностью редуцируется — связь с целомом утрачивается. Фильтрация (образование первичной мочи) идет только из капилляров в полость капсулы. Выделительный каналец сильно удлиняется и делится на проксимальный извитой отдел, петлю Генле (где происходит реабсорбция и образование вторичной мочи) и дистальный извитой отдел. Особенность рептилий: петля нефрона у них не развита, ее заменяет промежуточный отдел.
Особенности развития метанефроса у человека
У человека закладка окончательной почки происходит в тазовой области, ниже уровня мезонефроса. Морфогенез нефрона включает взаимодействие мочеточникового выроста и метанефрогенной ткани: канальцы активно удлиняются, извиваются и вступают в тесный контакт с сосудистым клубочком.
Важнейшим этапом онтогенеза является восхождение почки. По мере роста плода метанефрос мигрирует в краниальном направлении (вверх) и уже к третьему месяцу располагается в поясничной области, выше первичной почки. Этот процесс сопровождается удлинением мочеточников и сменой источников васкуляризации: кровоснабжение переключается с подвздошных сосудов на брюшную аорту.
Клинические аспекты: аномалии развития
Нарушения органогенеза и миграции могут приводить к порокам развития мочевыделительной системы. Частая патология — сращение почек в эмбриогенезе, в результате чего образуются нестандартные асимметричные формы:
- S-образная почка: вертикальное сращение нижнего полюса одной почки с верхним полюсом другой, при этом одна из них ротирована.
- L-образная почка: поперечное сращение, одна почка лежит горизонтально, а другая вертикально.
- I-образная почка: полное вертикальное (тандемное) сращение.
Чтобы легко запомнить локализацию генераций почек, ориентируйтесь на их латинские приставки: Про- (впереди) — головная, Мезо- (посередине) — туловищная, Мета- (позади/после) — тазовая.
Вопросы с занятий и экзамена
Чем отличается фильтрация в пронефросе и метанефросе?
В пронефросе фильтрация идет непрямым путем: из капилляров в целом, а оттуда в воронку нефрона. В метанефросе связь с целомом утрачена, фильтрация происходит напрямую из капиллярного клубочка в капсулу нефрона.
Для чего нужна петля Генле?
В петле нефрона (петле Генле) происходит реабсорбция — обратное всасывание воды и нужных организму веществ, что приводит к концентрированию мочи.
Какую функцию выполняет пронефрос у амниот?
У высших позвоночных пронефрос не выполняет выделительную функцию в полной мере, его главная задача — индуцировать закладку следующей генерации почек (мезонефроса).
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы образования первичной и вторичной мочи
- Взаимодействие мочеточникового выроста и метанефрогенной ткани
- Эволюция кровеносной системы и дифференцировка сосудов
- Смена источников васкуляризации почки в процессе миграции
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Филогенез выделительной системы позвоночных» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Филогенез мочеполовой системы позвоночных»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.